Химийн бүрдэл ба материалүүдийн үндэс
Хөнгөн цагаан гуравдугаар хүртэлх бүтэцтүүр хоолой ба нүүрстөрөл цагаан гуравдугаар хүртэлх бүтэцтүүр хоолой хоорондын хамгийн үндесдэс ялгаа түүдүүрүүдийн химийн найрлалд оршит, ялгаа нь түүдүүрүүдийн бүх бусад шинж чанарыг тодорхойлдог. Нүүрстөрөл цагаан гуравдугаар хүртэлх бүтэцтүүр хоолой нь төвдөө төмөр ба нүүрстөрөл холимог, нүүрстөрөлийн агууламж нь бүтэцтүүр хэрэглээнд түүдүүрүүдийн хамгийн түгээмүүр хувилбаруудад 0,05–0,25% хооронд байдаг. Түүдүүр нь хромыг бараг агуулахгүй, ийнхүү чийг, хүчтэй химийн бодисуудад үлдмүүр үзүүлдөг. Харин хөнгөн цагаан гуравдугаар хүртэлх бүтэцтүүр хоолой нь төмөр, нүүрстөрөл ба дор хаяж 10,5% хром агуулдог. Хромын нэмэлт нь түүдүүрүүдийн гол ялгаа: түүнээс сталь дээр үл хүртэмүүр, үл харах, өөртөө засагдах хромын оксидын давхарга үүсдөг, коррозион ба хүүрдүүрлэлд онцгой хамгаалалт үзүүлдөг. 304-төрлийн аустенит хөнгөн цагаан түүдүүрүүд нь 8–10,5% никель агуулдог, никель нь аустенит бүтцийг нэмж тогтвортой болгодог ба коррозион төрөлд түүний төдий л түүдүүрлэлд хүчирхэглэл үзүүлдөг. Хөнгөн цагаан түүдүүрүүдийн нягт нь ойролцоогоор 7,93 г/см³, нүүрстөрөл цагаан түүдүүрүүдийн 7,85 г/см³-төрсөн бага зэрэг өндөр, бүтэцтүүр хэрэглээнд практик нөлөө нь бага.
Механик шинж чанарууд ба хүчний харьцуулалт
Хоёр төрлийн дөрвөлжин хоолой — зэс-төмөр болон нержүүн төмөр — бүх талын механик шинж чанаруудаа үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг, гэтэдүүр түүдүглүүр хүчний үзүүрлүүр нь ялгаатай. Нержүүн төмөр дөрвөлжин хоолой (ASTM A500 Grade C) хамгийн бага хүчний хязгаарыг 50 ksi (345 MPa), татах хүчний хязгаарыг 62 ksi (427 MPa) үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг. Долоон төрлийн ASTM A500 Grade B нь хүчний хязгаарыг 46 000 psi, татах хүчний хязгаарыг 58 000 psi үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг. Нержүүн төмөр дөрвөлжин хоолой Type 304-ийн хүчний хязгаар нь 30 000–46 000 psi, татах хүчний хязгаар нь 73 200–89 000 psi хооронд байдаг; түүний утга нь тодорхой температур ба үйлдвэрлэлд хамаарч өөрчлөгдөнө. Зэс-төмөр дөрвөлжин хоолой нь ижил хэмжээт хоолойн хувьд их хүчний хязгаарыг үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг, гэтэдүүр судалгаанууд нь нержүүн төмөр дөрвөлжин хоолойн багана нь зэс-төмөр багананаас илүү хүчтэй, илүү пластик деформацийн чадварыг үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг. Нержүүн төмөр нь илүү уртаж чадах чадварыг, илүү хумисын чадварыг үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг, түүнд циклд ачаалал үйлчилж буй нөхцөлд илүү их энергия шингээх чадварыг үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг. Нержүүн төмөр нь хүчний хязгаарын ойролцоогоор 50% хүртэл уян хүчний хязгаарыг үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг — түүнээс зэс-төмөрт үзүүрлүүр ялгаатай — түүнээс тодорхой хэрэглээний нөхцөлд илүү их төсөллүүр хамгаалалтын чадварыг үзүүрлэн сүүлд хүртэл хадгалдаг.
Цахилгаан хордлогын төвөгтэй бүтэц: Тодорхой ялгаатай шинж
Хоёр хавтан түтүврийн материалын хооронд хамгийн чухал практик ялгаа нь халдварт бат бөх байдал юм. Нүүрсний цахилгаан зэсний дөрвөлжин түтүврийн дутагдал нь улаан тугалга, халдвард ихээхэн өртөхүйц бөгөөд ялангуяа хамгаалах бүрхүүл эсвэл эмчилгээний шаардлагагүй халдвар авсан үед халдварладаг. Хромын дутагдал нь нүүрстөрөгчийн цайвар нь хориотой хордлоос хамгаалах өвөрмөц окисийн давхаргыг байхгүй гэсэн үг юм. Нэмд, эрэг, химийн орчинд нүүрстөрөгчийн төмөр нь хурдан хүчилжиж, эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэхын тулд зураг, галваничлах, хог хаягдалтай зэрэг хамгаалах арга хэмжээ авах шаардлагатай. Харин зэсний зэсний дөрвөлжин түтүврийн хром агууламжийн ачаар халдвар тахалтай тэмцэх чадвар нь маш сайн байдаг. Хром нь тогтвортой, өөрөө засдаг, бүр хүйтэн, химийн болон далайн орчинд ч хатуурахгүй болдог. Хэрэв ургамлын давхарга нь хагалгагдсан бол нүүрстөрөгчийн цахилгаан зэс нь нуруу болон хэмжээг нь хамарсан орчинд бараг шууд дахин үүсдэг. Энэ нь ихэнх хэрэглээний хамгаалах давхаргын хэрэгцээг арилгаж, засварын шаардлагыг ихээхэн бууруулж, ашиглалтын хугацааг урт болгодог. Нүүрсний цахилгаан түтүврийн хүчил, алкалын орчинд халдварт хатуужилт маш муу байдаг бол зэсгүй цахилгаан түтүврийн хатуужилт илүү сайн байдаг.
Холбогдлын онцлог шинж чанарууд ба үйлдвэрлэлтэй холбоотой асуудалууд
Зөвхөн гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолойг ба нүүрстөрөлдөр гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолойг холбож хавчих үйлдэл нь түүний физик ба металлургийн шинж чанаруудын ялгаанаас шалтгаалан үндэсэн өөр үлдэх арга барилуудыг шаардмуй. Нүүрстөрөлдөр ган нь дулааны оролтын хувьд илүү зөвшөөрөгч бөлгүүн, түүнд хавчих үйлдлийн үед илүү дулаан оруулж болмуй, гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолойн хувьд бүүр. Түүний дулаан дамжуулалтын коэффициент өндөр, дулааны төрөлдөр коэффициент бага бөлгүүн, түүн дулааны үйлдлийн үед хэлбэрт өөрчлөлт үүсгэх магадлал бага бөлгүүн. Гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолой, харин, дулааныг үлдээд үлдээд хавчих үйлдлийн үед үүсгэдэг өндөр температурт хүртэл хэлбэрт өөрчлөлт үүсгэмуй. Түүний дулаан дамжуулалтын коэффициент нүүрстөрөлдөр гангаас гурав дахин бага бөлгүүн, дулааны төрөлдөр коэффициент өндөр бөлгүүн, түүн дулааныг төвөгтүшүүлж, хэлбэрт өөрчлөлт үүсгэхгүйн тулд дулааныг төвөгтүшүүлж, их биш дулаан оруулж болмуй. Түүн дээр, гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолой нь "сэнситизаци"-д үлдэх магадлал бөлгүүн, үүнд өндөр температурт хром ба нүүрстөрөлдөр холбогдож хром карбид үүсгэмуй, түүн хавчих бүснээс хромын хүндрэл бүүр, коррозион төрөлдөр чанар бүүр. Түүн дулааныг төвөгтүшүүлж, коррозион төрөлдөр чанарыг сэргээхийн тулд 304L гадаадын хүндрэл бага бүснүүр гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолойг хавчих үйлдлийн тулд ашиглаж болмуй, эсвэл хавчих үйлдлийн дараа дулааныг төвөгтүшүүлж болмуй. Нүүрстөрөлдөр гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолойг хавчих үйлдлийн тулд илүү хялбар арга барилууд ашиглаж болмуй, түүн дулааныг төвөгтүшүүлж, хавчих үйлдлийн тулд TIG эсвэл онцгой MIG арга барилуудыг ашиглаж, параметрүүдийн хяналтыг түүн дулааныг төвөгтүшүүлж строго хяналтанд держаж болмуй. Нүүрстөрөлдөр гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолойн тулд ашиглаж буй хэрэгсэл нь гангаар хийгдсэн дөрвөлжин хоолойн тулд ашиглаж болмуй, нүүрстөрөлдөр хагархай нь коррозион төрөлдөр чанарыг муутгамуй.
Зардлын харьцуулалт ба амьдралын мөчлөгийн эдийн засаг
Зүүдсэн гуурцаг ба нүүрст төмөр гуурцагийн хоорондын эдийн засгийн ойлголтууд нь их бөхөрхий, таамаглалын сонголтын үед ихэвчлэн шийдвэрлэх ач холбогдолтой. Нүүрст төмөр гуурцаг нь анхны материал зардлын хувьд илүү бүлүүр үнэ үүрдэг, түүнд ихэвчлэн дундаж экономик сонголт гэж үздэг. Нүүрст төмөр үнэ дундажаар тонна 700–900 долларын хооронд бөхөрхий, энергийн ба анхдагч материал зардлын нөлөөллөөр дундаж хэлбэрт хэлбэршдэг. Зүүдсэн төмөр нь үнэт элементүүдийг агуулдаг — хром (18%), никель (8–10%) ба заримдаа молибден (2–3%), түүний үнэ нь нүүрст төмөртөөс 2–3 дахин үнэт бөлдөг; зарим тооцоололд 3–4 дахин үнэт бөлдөг. Энэтхэд зах зүйд нүүрст төмөр гуурцагийн үнэ килограммд ₹50–100, зүүдсэн төмөр гуурцагийн үнэ килограммд ₹250–600.
Гэтгүй, анхны материал үнэ нь зөвхөн түүхний нэг хэсгийг харуулж буй. Нүүрст төмөр ба шүүлт төмөр хоорондын тонн бүрт 1000 долларын үнэний ялгаа нь хүчтэй худалдан авах даралт үүсгэж буй, гэтгүй анхны үнэд үндэслэн сонгосон материал нь ихэвчлэн хүртэл үзэгдэхгүй амьдралын циклд холбогдож буй зардлыг үүсгэж, анхны хэмнэлтийг устгаж буй. Нүүрст төмөр нь будаг, гальванизаци, цахилгаан порошковын будагт зориулж бүрхүүл шаардаж буй, үүн дотор анхны зардал нь нэмэгдэж, бүрхүүлийн үйлчилгээ ба дахин будагт зориулж үйлчилгээний хугацаанд үе үе хийх шаардлагатай. Шүүлт төмөр нь коррозид үл төвөгтүшүүн орчинд бүрхүүл ба үйлчилгээний зардлыг таслан зогсоож, ихэвчлэн урт хугацааны үнэ цэнэд илүү сайн үр дүн өгж буй. Бүрхүүл, үйлчилгээ, солигдож буй хугацаа, анхны материал, бүтээл, нийт үнэ цэнэд тулгуурлан тооцоолсон тааруулалт нь шүүлт төмөрт тавьж буй. Чийгт, тэнгисийн, химийн хүчтэй нөхцөлд ашиглагдаж буй хувирдлуудад шүүлт төмөр нь ихэвчлэн эдийн засгийн хувьд хамгаалалттай сонголт юм.
Хэрэглээ ба сонголтын заавар
Нүүрсөд багтаамжит гуравнайт хоолойн тусгай шинж чанарууд нь түүнийг өөр өөр хэрэглээнд чиглүүлдэг. Нүүрсөд багтаамжит гуравнайт хоолой нь ерөнхий барилга ба үйлдвэрлэлд үндсэн материал юм, түүнийг бүтцүүдийн хүрээ, дэмжлүүр балкас, баганууд, холбогч элементууд, гар барьцаа, техник төхөөрөмжүүдийн хүрээ зэрэг олон зүйлд өргөн ашигладаг. Түүний хямд үнэ, сайн галваника, нэдүүр хэлбэр нь бүтцүүдийн хүрээ, техник төхөөрөмжүүдийн суурь, үйлдвэрлэлийн фермүүд, ерөнхий бүтцүүдийн хэрэглээнд тохиромжтой. Мөн түүнийг цахилгаан хаяг, гидравлик системүүд, котлын деталд ашиглаж болдог.
Хуурцагт гангаар хийсэн дөрвөлжин хоолой нь коррозид төвөгтүүш, гигиена юм уу эстетик шаардлагууд нь тодорхой доминант болж ирэх үед тодорхойлогддог. Түүнийг архитектурт хэрэглэдэг — жишээ нь: занаварын хана, гар барьца, баганууд, хүрээлүүрүүд, шат, архитектурт ил тавигдсан гангаар хийсэн бүтэц. Механик инженерийн салбарт хуурцагт гангаар хийсэн дөрвөлжин хоолойг хүрээлүүрүүд, тавиурүүд, бүүр бусад ачаа түүх элементүүдийн үйлдвэрлэлд хэрэглэдэг. Материалын коррозид төвөгтүүш чадвар болон өндөр ачаа түүх чадвар нь барилга, зүүн, фасадын халхлавч, чийгт юм уу химийн хүчтүүш орчинд хэрэглэхдээ тохиромжтой. Хуурцагт гангаар хийсэн дөрвөлжин хоолойг хоол боловсруулалт, фармацевтик, далайн, химийн үйлдвэрлэлд ч коррозид бүтэдсүүдийн бохирдуулалт нь хүлээж авахгүй бөлчүүрд хэрэглэдэг. Нүүрцт гангаар юм уу хуурцагт гангаар хийсэн дөрвөлжин хоолойн сонголт нь үүрд ачаа шаардлагууд, орчинд үзүүрлүүлэлт, хүлээж авах үйлдлийн хугацаа, циклд үйлдлийн зардал зэрэг тодорхой хослолд үндэслэн хийгддог.
